Terwijl de race zich opvoert om aardachtige planeten rond andere sterren te vinden, zijn lasers een haalbare optie.
Dat volgens onderzoekers van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, die een 'astro-kam' hebben gemaakt, een soort kalibratietool op basis van golflengten van licht, om kleine variaties in de beweging van een ster op te vangen die wordt veroorzaakt door een baan planeten.
In de meeste gevallen zijn extrasolaire planeten niet direct te zien - de schittering van de nabije ster is te groot - maar hun invloed kan worden onderscheiden door spectroscopie, die het energiespectrum van het licht dat van de ster komt, analyseert. Spectroscopie onthult niet alleen de identiteit van de atomen in de ster (elk element zendt licht uit met een bepaalde karakteristieke frequentie), het kan onderzoekers ook vertellen hoe snel de ster zich naar de aarde beweegt, dankzij het Doppler-effect, dat optreedt wanneer een bron van golven is zelf in beweging. Door de verandering in de frequentie van de golven die van of naar een object springen te registreren, kunnen wetenschappers de snelheid van het object afleiden.
Hoewel de planeet miljoenen keren minder weegt dan de ster, zal de ster door de zwaartekrachtinteractie tussen ster en planeet rond een klein beetje worden geschud. Deze schokkende beweging zorgt ervoor dat de ster enigszins naar of van de aarde af beweegt op een manier die afhankelijk is van de massa van de planeet en de nabijheid van de ster. Hoe beter de spectroscopie die in dit hele proces wordt gebruikt, hoe beter de identificatie van de planeet in de eerste plaats zal zijn en hoe beter de bepaling van planetaire eigenschappen zal zijn.
Op dit moment kunnen standaard spectroscopietechnieken sterbewegingen tot op enkele meters per seconde bepalen. In tests kunnen de onderzoekers van Harvard nu stersnelheidsverschuivingen van minder dan 1 m (3,28 voet) per seconde berekenen, waardoor ze de locatie van de planeet nauwkeuriger kunnen bepalen.
Smithsonian-onderzoeker David Phillips zegt dat hij en zijn collega's verwachten een nog hogere snelheidsresolutie te bereiken, die, wanneer toegepast op de activiteiten van grote telescopen die momenteel in aanbouw zijn, nieuwe mogelijkheden zou openen in de astronomie en de astrofysica, waaronder een eenvoudigere detectie van meer aardachtige planeten .
Met deze nieuwe aanpak bereiken Harvard-astronomen hun grote verbetering met een frequentiekam als basis voor de astro-kam. Een speciaal lasersysteem wordt gebruikt om licht uit te zenden, niet met een enkele energie, maar met een reeks energieën (of frequenties), gelijkmatig verdeeld over een groot aantal waarden. Een plot van deze nauw opgesloten energiecomponenten zou eruit zien als de tanden van een kam, vandaar de naam frequentiekam. De energie van deze kamachtige laserpulsen is zo goed bekend dat ze kunnen worden gebruikt om de energie van licht dat van de verre ster komt te kalibreren. In feite verscherpt de frequentiekambenadering het spectroscopieproces. De resulterende astrokam zou een verdere uitbreiding van de extrasolaire planetaire detectie mogelijk moeten maken.
De astro-kammethode is uitgeprobeerd op een middelgrote telescoop in Arizona en zal binnenkort worden geïnstalleerd op de veel grotere William Herschel-telescoop, die zich op een bergtop op de Canarische Eilanden bevindt.
De voorlopige resultaten van de nieuwe techniek zijn gepubliceerd in het nummer van 3 april 2008 van Natuur. De Harvard-groep zal de meest recente bevindingen presenteren op de Conferentie over Lasers en Electro Optica / Internationale Quantum Electronics Conferentie 2009, van 31 mei tot 5 juni in Baltimore.
Bron: Eurekalert
